防止触电的安全技术

防止触电的安全技术防止触电的安全技术 一 基本概念 1 接地装置 1 接地 把电气设备的某一金属部分通过导体 与土壤间作良好的电气连接称为接地 2 接地体 接地体是埋入土壤中并直接与大地土壤接触的 金属导体或金属体组 它可分为自然接地体和人工接地体两种 类型 自然接地体 兼作接地体用而埋入地下的金属管道 金 属结构 钢筋混凝土地基等物件 人工接地体 采用钢管 角钢 扁钢 圆钢等钢材特意制 作而埋人地中的导体 3 接地线 接地线是指将电气设备需要接地的部分与接地 体连接起来的金属导线 包括接地干线和接地支线 接地装置就是接地体和接地线组成的整体 2 电气 地 和对地电压 1 电气 地 当电气设备发生接地短路时 在距离单根接 地体或接地短路点 20m 以外的地方 电位已近于零 电位等于 零的地方即称为电气 地 2 对地电压 电气设备的接地部分 如接地外壳和接地体等 与 零位 地 之间的电位差 3 接地体的流散电阻和接地电阻 1 接地体的流散电阻 接地体的流散电阻是指接地电流自 接地体向周围大地流散时所遇到的全部电阻 2 接地电阻 接地电阻是指接地体的流散电阻和接地体电 阻的总和 4 零线和接零 1 零线 零线是指由变压器和发电机的中性点引出 并接 了地的接地中性线 2 接零 电气设备的 某部分直接与零线相连接 叫做接零 如图 2 6 所示 5 接地短路 碰壳短路 和接地短路电流 图 2 6 零线和接零示意图 1 接地短路 接地短路是指电气设备的带电部分偶尔与接 地金属构架连接或直接与大地发生电气连接 2 碰壳短路 碰壳短路 或碰壳 是指当电机 电器或线路 的带电部分由于绝缘损坏而与其接地的金属结构部分发生连接 3 接地短路电流 接地短路电流 或接地电流 是指当发生 接地短路或碰壳短路时 经接地短路点流入地中的电流 二 防触电技术 在各种各样的触电事故中 最常见的是人体间接触电 防 止间接触电的主要技术有绝缘防护 保护接地 保护接零和漏 电保护等 1 绝缘防护 无论电气设备的结构多么复杂 都可看作是由导电材料 导磁材料和绝缘材料这三者组成的 有些设备没有导磁体 如白 炽灯 电阻炉等 有些设备有导磁体 如电动机 变压器 电磁 开关 但导电体和绝缘体却是任何电气设备不可缺少的两个基 本部分 使用绝缘材料将带电导体封护或隔离起来 使电气设 备及线路能正常工作 防止人身触电 这就是所谓的绝缘防护 用绝缘布带把裸露的接线头包扎起来就是绝缘防护的一例 完 善的绝缘可保证人身与设备的安全 绝缘不良 会导致设备漏 电 短路 从而引发设备损坏及人身触电事故 所以 绝缘防 护是最基本的安全保护措施 绝缘材料的绝缘性能恶化或破坏将引起绝缘事故 在现场 作业中 预防电气设备绝缘事故的措施有以下几种 1 不使用质量不合格的电气产品 2 按规程和规范安装电气设备或线路 例如 电线管与 蒸汽管道之间的距离应符合规范要求 不能满足时应在管 外包以绝热层 又如 在有腐蚀性气体或蒸汽的场所 明配线 应选用塑料绝缘导线 再如 断路器设备应装在特制的密封箱 内或浸在绝缘油中等 3 按工作环境和使用条件正确选用电气设备 例如 潮湿 场所使用的电动机 应选用密封型的 4 按照技术参数使用电气设备 避免过电压和过负荷运行 过负荷将使绝缘温升过高 引起绝缘材料软化 过电压有击穿 绝缘的危险 5 正确选用绝缘材料 例如 在修理电动机时 不应降低 绝缘材料的耐热等级 否则绝缘的允许温升将降低 电动机额 定电流将减少 6 按规定的周期和项目对电气设备进行绝缘预防性试验 对有绝缘缺陷的设备应及时进行处理 7 改善绝缘结构也是积极的绝缘防护措施之一 例如 采 用双重绝缘结构对于防止家用电器和手持电动工具受损有显著 的作用 8 在搬运 安装 运行和维修中 避免电气设备的绝缘结 构受机械损伤 受潮和脏污 9 在中性点不接地的电力系统中装设绝缘监察装置 在这 类电网中 当发生单相接地故障 一相绝缘降低 时 其他两相对 地电压将升高 由于接地故障电流是电容电流而不是短路电流 短路保护装置不会动作 电网将长时间在这种故障状态下运行 这不仅会使非故障相的绝缘承受工频过电压 也增加了触电的 危险性 因此 有必要在中性点不接地电网中装设绝缘监察装 置 对电网的绝缘情况进行经常性的监视 以便及时处理接地 故障 2 保护接地 为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电 将电气设备 的金属外壳与接地体连接起来 称为保护接地 采用保护接地后 可使人体触及漏电设备时的接触电压明 显降低 但是仅能减轻触电的危险程度 不能完全保证人身安 全 所以保护接地只适用于中性点不接地的低压电网中 3 保护接零 所谓保护接零就是把电气设备金属外壳与电网的零线 变压 器接地的中性线 相连接 三相四线制系统目前广泛采用保护接 零作为防止间接触电的技术措施 如图 2 7 a 所示 电动机正常运行时 零线不带电压 由 于电动机的外壳是与电源零线相连接的 人体触摸设备外壳等 于触摸零线 并无触电的危险 当电动机发生 碰壳 故障时 电动机的金属外壳将相线与零线直接连通 单相接地故障遂成 为单相短路 因为零线阻抗很小 短路电流可达电动机额定电流的几倍 甚至几十倍 在大多数情况下 短路电流的数值足以使安装于 线路上的熔断器或其他过电流保护装置迅速动作 从而切断电 源 必须指出 从设备 碰壳 短路的发生到过电流保护装置 图 2 7 中性点直接接地的低压配电系统的保护接零 a 保护接零示意图 b 等效电路图 动作切断电源的时间间隔内 触及设备外壳的人体是要承 受电 压的 此电压近似等于短路电流在零线上的压降 当忽略 线路感抗 并考虑 rb rc rb rn 零线电阻 时 人体所承受 的电压为 假设相线截面为零线的 2 倍 则 r 2r 曲 于是 人体所 受的电压为 147v 显然 这个电压数值对人体仍是危险的 所 以 保护接零的有效性在于线路的短路保护装置在 碰壳 短路 故障发生后灵敏地动作 迅速切断电源 4 漏电保护 1 剩余电流动作保护器的作用及类型 剩余电流动作保护 器 又称漏电开关 触电保安器等 是一种在规定条件下 当漏 电电流达到或超过给定值时 便能自动断开电路的一种机械式 开关电器或组合电器 漏电保护的作用 一是电气设备 或线路 发生漏电或接地故 障时 能在人尚未触及之前就把电源切断 二是当人体触及带 电体时 能在极短的时间内切断电源 从而减轻电流对人体的 伤害程度 此外 还可以防止漏电引起的火灾事故 漏电保护 作为防止低压触电伤亡事故的后备保护 已被广泛地应用在低 压配电系统中 低压剩余电流动作保护器的种类 型号繁多 在原理上一 般可分为电压型和电流型两大类 目前广泛采用的是反映零序 电流的电流型剩余电流动作保护器 2 电流型剩余电流动作保护器的工作原理 对中性点直接 接地的低压供电系统 可采用电流型剩余电流动作保护器 其 工作原理如图 2 8 所示 图 2 8 电流型剩余电流动作保护器工作原理图电流型剩余 电流动作保护器是根据三相四线制中的电流 在任何时间内的 相量和都等于零的原理制作的 即 ia ib ic 0 将四根 三相四 线 或两根 单相 电源线全部穿人一个铁心呈闭合磁路的电流互 感器 ta 中 这个互感器称为零序电流互感器 在正常用电情况 下 由于在三相四线制系统中流过三相的电流相量之和等于零 零序电流